(畢業(yè)論文)數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作

1、畢業(yè)論文封面 學(xué)號(hào) 姓名 班級(jí) 指導(dǎo)教師 論文題目 數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作 數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作摘 要本次設(shè)計(jì)主要介紹一種基于單片機(jī)控制的數(shù)字溫度計(jì)，在硬件方面介紹單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對硬件原理圖做簡潔的描述。系統(tǒng)程序主要包括程序、讀出溫度子程序、溫度轉(zhuǎn)換命令子程序、計(jì)算溫度子程序、顯示數(shù)據(jù)刷新子程序。軟硬件分別調(diào)試完成后，將程序下載入單片機(jī)中，電路板接上電源，電源指示燈亮，按下開關(guān)按鈕，數(shù)碼管顯示當(dāng)前溫度。由于采用了智能溫度傳感器ds18b20，所以這次設(shè)計(jì)所介紹的數(shù)字溫度計(jì)與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比的轉(zhuǎn)換速率極快，進(jìn)行讀、寫操作非常簡便。它具有數(shù)字化輸出。系統(tǒng)具有微型化、微功耗、測量密度高、功

2、能強(qiáng)大等特點(diǎn)，加上ds18b20內(nèi)部的差錯(cuò)檢驗(yàn)，所以它的抗干擾能力強(qiáng)，性能可靠，結(jié)構(gòu)簡單。本次設(shè)計(jì)產(chǎn)生的結(jié)果是能正常顯示溫度。充分印證了設(shè)計(jì)的可靠性、可行性。關(guān)鍵詞：單片機(jī)控制 ds18b20 數(shù)碼管目 錄第一章 單片機(jī)的概述- 1 -1.1選題背景- 1 -1.2單片機(jī)的簡介- 1 -1.3 溫度計(jì)的運(yùn)用- 1 -第二章 測溫儀設(shè)計(jì)方案- 2 -2.1經(jīng)過d/a轉(zhuǎn)換后直接顯示- 2 -2.2基于單片機(jī)和ds18b20的溫度測量儀- 2 -2.3基于fpga和熱敏電阻pt100的溫度測溫儀- 3 -第三章 方案的分析與比較- 4 -3.1溫度傳感器的比較- 4 -3.2控制器的比較- 4 -第

3、四章 方案的實(shí)現(xiàn)- 4 -4.1方案實(shí)現(xiàn)的原理- 4 -4.1.1單片機(jī)系統(tǒng)- 5 -4.1.2 ds18b20工作原理- 7 -4.1.3數(shù)碼管工作原理- 14 -4.2方案電路原理圖- 16 -4.3仿真驗(yàn)證- 18 -心得體會(huì)- 21 -致謝- 22 -參考文獻(xiàn)- 27 - 1 -第一章 單片機(jī)的概述1.1選題背景隨著人們生活水平的不斷提高,數(shù)字化控制無疑是人們追求的目標(biāo)之一，它所給人帶來的方便也是不可否定的，其中數(shù)字溫度計(jì)就是一個(gè)典型的例子，但人們對它的要求越來越高，要為現(xiàn)代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的設(shè)施就需要從數(shù)單片機(jī)技術(shù)入手，一切向著數(shù)字化控制，智能化控制方向發(fā)展。本設(shè)

4、計(jì)所介紹的數(shù)字溫度計(jì)與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，具有讀數(shù)方便，測溫范圍廣，測溫準(zhǔn)確，其輸出溫度采用數(shù)字顯示。1.2單片機(jī)的簡介單片機(jī)，更確切的應(yīng)稱作微控制器，是20世紀(jì)70年代中期發(fā)展起來的一種面向控制的大規(guī)模集成電路模塊，其特點(diǎn)是功能強(qiáng)大、體積小、可靠性高、價(jià)格低廉。它應(yīng)用的領(lǐng)域非常廣泛包括：工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集、智能化儀表、機(jī)電一體化、家用電器等；極大地提高了這些領(lǐng)域的技術(shù)水平和自動(dòng)化程度。因此單片機(jī)的開發(fā)、應(yīng)用已成為高科技和工程領(lǐng)域的一項(xiàng)重大課題。隨著人們生活水平的不斷提高，單片機(jī)控制無疑是人們追求的目標(biāo)之一，它給人帶來的方便也是無可質(zhì)疑的，其中數(shù)字溫度計(jì)就是一個(gè)典型的例子。隨著人類對它的要求越來

5、越高，要為現(xiàn)代人的工作和生活提供更好、更方便的設(shè)施就需要從數(shù)字單片機(jī)技術(shù)入手，一切向著數(shù)字化控制、智能化控制方向發(fā)展。1.3 溫度計(jì)的運(yùn)用溫度是科學(xué)技術(shù)中最基本的物理量之一，物理、化學(xué)、生物等學(xué)科都離不開溫度。在工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)研究中，像電力、化工、石油、冶金、航空航天、糧食儲(chǔ)存、酒類生產(chǎn)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域內(nèi)，溫度常常是表征對象和過程狀態(tài)的最重要的參數(shù)之一。隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)深入到各個(gè)領(lǐng)域，基于單片機(jī)數(shù)字溫度計(jì)與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，具有讀數(shù)方便，測溫范圍廣，其輸出溫度采用數(shù)字顯示。溫度測量在物理實(shí)驗(yàn)、醫(yī)療衛(wèi)生、食品生產(chǎn)等領(lǐng)域，尤其在熱學(xué)實(shí)驗(yàn)（如：物體的比熱容、汽化熱、熱功當(dāng)量、壓強(qiáng)溫度

6、系數(shù)等教學(xué)實(shí)驗(yàn)）中，有著特別重要的意義。目前溫度計(jì)的發(fā)展也相當(dāng)?shù)难该停瑥脑嫉牟ＡЧ軠囟扔?jì)發(fā)展到了現(xiàn)在熱電阻溫度計(jì)、熱電偶溫度計(jì)、數(shù)字溫度計(jì)、電子溫度計(jì)等。現(xiàn)在所使用的溫度計(jì)通常是精度為1和0.1的水銀、煤油或酒精溫度計(jì)，這些溫度計(jì)的刻度間隔通常都很密，不容易準(zhǔn)確分辨，讀數(shù)很難，而且它們的熱容量還比較大，達(dá)到熱平衡所需要時(shí)間長，因此很難讀準(zhǔn)，并且使用非常不方便。這次設(shè)計(jì)所介紹的數(shù)字溫度計(jì)與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，具有讀數(shù)方便、測溫范圍廣、測溫準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，其輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要供測溫要求準(zhǔn)確的場所和科研實(shí)驗(yàn)室使用。第二章 測溫儀設(shè)計(jì)方案2.1經(jīng)過d/a轉(zhuǎn)換后直接顯示方案一：由于本設(shè)計(jì)是測溫電路，

7、可以使用熱敏電阻之類的器件，利用其感溫效應(yīng)，將被測溫度變化的電壓或電流采集過來，進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換后，就可以用單片機(jī)進(jìn)行處理，在顯示電路上，就可以將被測溫度顯示出來，這種設(shè)計(jì)需要用到a/d轉(zhuǎn)換電路，感溫電路。如圖2-1所示。 顯示器d/a傳感器 圖2-1 電路方框原理圖2.2基于單片機(jī)和ds18b20的溫度測量儀led顯示器顯示正確的溫度值，led顯示器實(shí)現(xiàn)顯示功能。方案二與方案一大致相同，但是溫度信號(hào)輸入部分采用溫度檢測芯片ds18b20，這個(gè)芯片無需a/d轉(zhuǎn)換，可直接將測得的溫度值以2進(jìn)制形式輸出。單片機(jī)主要控能，其原理圖如圖2-2所示。 圖2-2 電路方框原理圖ds18b20芯片是單片結(jié)構(gòu)，

8、無需外加a/d即可輸出數(shù)字量，通訊采用單線制，同時(shí)該通訊線還可兼做電源線，即具有寄生電源模式，它體積小、精度高，無需標(biāo)定。適用于單片機(jī)合用構(gòu)成智能溫度檢測及控制系統(tǒng)。2.3基于fpga和熱敏電阻pt100的溫度測溫儀方案三：該方案主要由輸入輸出、智能控制、顯示、報(bào)警、通信5大模塊組成。輸入輸出模塊主要是根據(jù)溫度傳感器(采用熱敏電阻pt100)獲得的電壓信號(hào)，然后進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換，所得信號(hào)作為fpga的輸入；智能控制模塊主要是根據(jù)設(shè)定值對被控對象進(jìn)行控制，由fpga來實(shí)現(xiàn)；顯示模塊是通過lcd顯示屏顯示出被測溫度；報(bào)警模塊，當(dāng)溫度達(dá)到報(bào)警條件時(shí)蜂鳴器產(chǎn)生蜂鳴，同時(shí)采用不同的led燈顯示高報(bào)狀態(tài)或者

9、低報(bào)狀態(tài)；通信模塊，采用串口方式與上位機(jī)監(jiān)控程序進(jìn)行實(shí)時(shí)通信（rs232）,采用labview軟件進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)上位機(jī)的監(jiān)控。其電路原理方框圖如圖2-3所示。圖2-3 電路原理方框圖第三章 方案的分析與比較3.1溫度傳感器的比較 三種方案進(jìn)行比較，方案一中熱敏電阻的性能決定了整個(gè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品所能檢測的溫度范圍。方案二的溫度檢測范圍取決于ds18b20芯片，其范圍較小，但足夠滿足般測量需要，大約為-50到150。由于方案二更為簡潔，有效的利用了智能芯片ds18b20可以直接讀出被測溫度值，進(jìn)行轉(zhuǎn)換，就可以滿足設(shè)計(jì)要求。方案三中，由于采用熱敏電阻作為溫度傳感器，中間會(huì)經(jīng)過一些濾波、信號(hào)放大、a/d轉(zhuǎn)換等

10、環(huán)節(jié)，造成系統(tǒng)的抗干擾能力不理想，溫線性度的非誤差較大。因而最終采用方案二來完成本次設(shè)計(jì)。3.2控制器的比較方案二、三都采用了單片機(jī)作為控制，作為一種新型的微處理器，可以通過智能編程方式，可以進(jìn)行擴(kuò)展，而且能夠具有超溫報(bào)警和自動(dòng)控制功能。而方案一沒有采用控制，直接把溫度顯示出來，這樣就只能完成對溫度的顯示。所以，此方案不可取。第四章 方案的實(shí)現(xiàn)4.1方案實(shí)現(xiàn)的原理按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的要求，確定系統(tǒng)由3個(gè)模塊組成：主控制器、測溫電路、顯示電路。原理圖如圖4-1所示。圖4-1 單片機(jī)最小系統(tǒng)4.1.1單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案中采用stc89c52單片機(jī)作為系統(tǒng)的微處理器，完成對溫度傳感器、數(shù)碼管顯示處理。

11、1芯片引腳介紹stc89c52芯片引腳圖如圖4-2所示。圖4-2stc89c52芯片引腳圖 2幾個(gè)典型管腳電路說明關(guān)于/ea（/ea管腳已內(nèi)部上拉到vcc） 如果外部不加上拉，或外部上拉到vcc，上電復(fù)位后單片機(jī)從內(nèi)部開始執(zhí)行程序； 如果外部下拉到地，上電復(fù)位后單片機(jī)從外部開始執(zhí)行程序。關(guān)于rst：復(fù)位電路圖如圖5所示。阻容復(fù)位時(shí)，電容為10uf，電阻為10k。stc的rc/rd+系列單片機(jī)reset引腳內(nèi)部沒有上拉電阻，必須使用10k電阻。其復(fù)位電路圖如圖4-3所示。rst圖4-3 復(fù)位電路圖關(guān)于晶振電路推薦采用11.0592mhz-22.1184mhz的晶振；為了方便起振，最好不在xtal

12、1晶振引腳上接入并聯(lián)電容，xtal2引腳上的電容可接入4733pf(24mhz)。晶振電路如圖4-4所示。圖4-4 晶振電路圖 單片機(jī)在線編程電路，如圖4-5所示。圖4-5 通過rs232轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的在線編程4.1.2 ds18b20工作原理1ds18b20特性簡介ds18b20溫度傳感器是美國dallas半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn)位的數(shù)字值讀數(shù)方式。ds18b20的性能特點(diǎn)如下：獨(dú)特的單線接口僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信；多個(gè)ds18b20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功

13、能；無須外部器件；可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為3.05.5；零待機(jī)功耗；溫度以或位數(shù)字；用戶可定義報(bào)警設(shè)置；報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件；負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作； 2ds18b20結(jié)構(gòu)簡介該芯片采用3腳pr35封裝或8腳soic封裝，外部結(jié)構(gòu)如圖4-6所示。圖4-6 ds18b20的外部結(jié)構(gòu)ds18b20內(nèi)部主要包括寄生電源、溫度傳感器、64 位激光rom 單線接口、存放中間數(shù)據(jù)的高速暫存器（內(nèi)含便箋式ram），用于存儲(chǔ)用戶設(shè)定的溫度上下限值的th 和tl 解發(fā)器存儲(chǔ)與控制邏輯、8 位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（crc）發(fā)生器等七

14、部分，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4-7所示。圖4-7 ds18b20內(nèi)部結(jié)構(gòu)寄生電源由二極管vd1、vd2 和寄生電容c 組成，電源檢測電路用于判定供電方式，寄生電源供電時(shí)，vdd 端接地，器件從單線總線上獲取電源，在dq 線呈低電平時(shí)，改由c上的電壓vc繼續(xù)向器件供電。該寄生電源有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：第一，檢測遠(yuǎn)程溫度時(shí)無需本地電源；第二，缺少正常電源時(shí)也能讀rom。若采用外部電源vdd，則通過vd2 向器件供電。光刻rom中的64位序列號(hào)是出廠前被光刻好的，它可以看作是該ds18b20的地址序列碼，如圖10所示。開始8位（28h）是產(chǎn)品類型標(biāo)號(hào)，接著的48位是ds18b20自身的序列號(hào)，最后8位是前面56位的循環(huán)

15、冗余校驗(yàn)碼（crc=x8+x5+x4+1）。光刻rom的作用是使每一個(gè)ds18b20都各不相同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)ds18b20的目的。主機(jī)操作rom 的命令有五種，如表4-1所示。圖4-8 64位rom的結(jié)構(gòu)表4-1 ds18b20的rom命令指令說明讀rom（33h）讀ds1820的序列號(hào)匹配rom（55h）繼讀完64位序列號(hào)的一個(gè)命令，用于多個(gè)ds1820時(shí)定位跳過rom（cch）此命令執(zhí)行后的存儲(chǔ)器操作將針對在線的所有ds1820搜rom（f0h）識(shí)別總線上各器件的編碼，為操作各器件作好準(zhǔn)備報(bào)警搜索（ech）僅溫度越限的器件對此命令作出響應(yīng)ds18b20 測量溫度時(shí)使用特

16、有的溫度測量技術(shù)。其內(nèi)部的低溫度系數(shù)振蕩器能產(chǎn)生穩(wěn)定的頻率信號(hào)f0，高溫度系數(shù)振蕩器則將被測溫度轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)f。當(dāng)計(jì)數(shù)門打開時(shí)，ds18b20 對f0 計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)門開通時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器決定。芯片內(nèi)部還有斜率累加器，可對頻率的非線性予以被償。測量結(jié)果存入溫度寄存器中。一般情況下的溫度值應(yīng)為9 位（符號(hào)點(diǎn)1位），但因符號(hào)位擴(kuò)展成高8 位，故以16 位被碼形式讀出，表4-2給出了溫度和數(shù)字量的關(guān)系。表4-2 ds1820 溫度數(shù)字對應(yīng)關(guān)系表 傳感器溫度信息的低位、高位字節(jié)內(nèi)同形式如圖4-9所示。圖4-9 溫度信息的低位、高位字節(jié)內(nèi)容形式ds18b20溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存ra

17、m和一個(gè)非易失性的可電擦除的e2ram，后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器th、tl和結(jié)構(gòu)寄存器。暫存存儲(chǔ)器包含了8個(gè)連續(xù)字節(jié)，前兩個(gè)字節(jié)是測得的溫度信息，第一個(gè)字節(jié)的內(nèi)容是溫度的低8位，第二個(gè)字節(jié)是溫度的高8位，第三個(gè)和第四個(gè)字節(jié)是th、tl的易失性拷貝，第五個(gè)字節(jié)是結(jié)構(gòu)寄存器的易失性拷貝，這三個(gè)字節(jié)的內(nèi)容在每一次上電復(fù)位時(shí)被刷新，第六、七、八個(gè)字節(jié)用于內(nèi)部計(jì)算，第九個(gè)字節(jié)是冗余檢驗(yàn)字節(jié)，如表4-3所示。該字節(jié)各位的意義為tm r1 r0 1 1 1 1 1 ，低五位一直都是1 ，tm是測試模式位，用于設(shè)置ds18b20在工作模式還是在測試模式，在ds18b20出廠時(shí)該位被設(shè)置為0，用戶不用改動(dòng)，

18、r1和r0用來設(shè)置分辨率，ds18b20出廠時(shí)被設(shè)置為12位，分辨率設(shè)置如表4-4所示。 表4-3 ds18b20暫存器分布寄存器內(nèi)容字節(jié)地址溫度最低數(shù)字位0溫度最高數(shù)字位1高溫限制2低溫限制3保留4保留5計(jì)數(shù)剩余值6每度計(jì)數(shù)值7crc校驗(yàn)8表4-4 分辨率設(shè)置表r1r0分辨率溫度最大轉(zhuǎn)換時(shí)間009位93.75ms0110位187.5ms1011位375ms1112位750ms表4-5 ds18b20暫存器的命令指令說明溫度轉(zhuǎn)換（44h）啟動(dòng)在線ds1820做溫度a/d轉(zhuǎn)換讀數(shù)據(jù)（beh）從高速暫存器讀9bits溫度值和crc值寫數(shù)據(jù)（4eh）將數(shù)據(jù)寫入高速暫存器的第2和第3字節(jié)中指令說明復(fù)制

19、（48h）將高速暫存器中第2和第3字節(jié)復(fù)制到eeram讀eeram（b8h）將eeram內(nèi)容寫入高速暫存器中第2和第3字節(jié)讀電源供電方式（b4h）了解ds1820的供電方式根據(jù)ds18b20的通訊協(xié)議，主機(jī)控制ds18b20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個(gè)步驟：每一次讀寫之前都要對ds18b20進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位成功后發(fā)送一條rom指令，最后發(fā)送ram指令，這樣才能對ds18b20進(jìn)行預(yù)定的操作。復(fù)位要求主cpu將數(shù)據(jù)線下拉500微秒，然后釋放，ds18b20收到信號(hào)后等待1660微秒左右，后發(fā)出60240微秒的存在低脈沖，主cpu收到此信號(hào)表示復(fù)位成功。rom命令和暫存器的命令如表4-3和表4-5。3d

20、s18b20電路連接ds18b20可以采用兩種方式供電，一種是采用電源供電方式，此時(shí)ds18b20的1腳接地，2腳作為信號(hào)線，3腳接電源。另一種是寄生電源供電方式，如圖4-10所示單片機(jī)端口接單線總線，為保證在有效的ds18b20時(shí)鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個(gè)mosfet管來完成對總線的上拉。圖4-10 ds18b20與單片機(jī)的接口電路當(dāng)ds18b20處于寫存儲(chǔ)器操作和溫度a/d轉(zhuǎn)換操作時(shí)，總線上必須有強(qiáng)的上拉，上拉開啟時(shí)間最大為10us。采用寄生電源供電方式時(shí)vdd端接地。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接口必須是三態(tài)的。4讀寫時(shí)序由于ds18b20單線通信功能是分時(shí)完成的，它有嚴(yán)格的時(shí)隙

21、概念，因此讀寫時(shí)序很重要。系統(tǒng)對ds18b20的各種操作按協(xié)議進(jìn)行。操作協(xié)議為：初始化ds18b20（發(fā)復(fù)位脈沖）發(fā)rom功能命令發(fā)存儲(chǔ)器操作命令處理數(shù)據(jù)。復(fù)位要求主cpu將數(shù)據(jù)線下拉500 us，然后釋放，dsl8b20收到信號(hào)后等待1660us左右，后發(fā)出60240us的存在低脈沖，主cpu收到此信號(hào)表示復(fù)位成功。由于dsl8820采用的是單線進(jìn)行控制與讀取數(shù)據(jù)，因此對操作的時(shí)序要求非常嚴(yán)格，否則由于時(shí)序不匹配，將無法完成對器件的正確操作。如圖4-11、圖4-12所示。圖4-11 ds18b20初始化時(shí)序圖圖4-12 ds18b20讀/寫時(shí)序圖4.1.3數(shù)碼管工作原理圖4-13 mcu與4

22、連排8段數(shù)碼管的連接led顯示器是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常見的輸出器件，而在單片機(jī)的應(yīng)用上也是被廣泛運(yùn)用的。如果需要顯示的內(nèi)容只有數(shù)碼和某些字母，使用led數(shù)碼管是一種較好的選擇。led數(shù)碼管顯示清晰、成本低廉、配置靈活，與單片機(jī)接口簡單易行。led數(shù)碼管作為顯示字段的數(shù)碼型顯示器件，它是由若干個(gè)發(fā)光二極管組成的。當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)筆畫發(fā)亮，控制不同組合的二極管導(dǎo)通，就能顯示出各種字符，常用的led數(shù)碼管有7段和“米”字段之分。這種顯示器有共陽極和共陰極兩種。共陰極led顯示器的發(fā)光二極管的陰極連在一起，通常此共陰極接地。當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮，相應(yīng)的段

23、被顯示。同樣，共陽極led顯示器的發(fā)光二極管的陽極接在一起，通常此共陽極接正電壓，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陰極接低電平時(shí)，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，相應(yīng)的段被顯示。本次設(shè)計(jì)所用的led數(shù)碼管顯示器為共陽極。共陽數(shù)碼管管腳連接方法如圖4-13所示。led數(shù)碼管的使用與發(fā)光二極管相同，根據(jù)材料不同正向壓降一般為1.52v，額定電流為10ma，最大電流為40ma。靜態(tài)顯示時(shí)取10ma為宜，動(dòng)態(tài)掃描顯示可加大脈沖電流，但一般不超過40ma。數(shù)碼典型電路連接如圖4-14所示。圖4-14 數(shù)碼管典型電路連接共陽數(shù)碼管碼表如表4-6所示。 表4-6 數(shù)碼管顯示表0xc00xf90xa40xb00x990x92012345

24、0x820xf80x7f0x980x880x806789ab0xc60xc00x860x8e0xffcddef無顯示1靜態(tài)顯示方式led顯示器工作方式有兩種：靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式。靜態(tài)顯示的特點(diǎn)是每個(gè)數(shù)碼管的段選必須接一個(gè)8位數(shù)據(jù)線來保持顯示的字形碼。當(dāng)送入一次字形碼后，顯示字形可一直保持，直到送入新字形碼為止。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是占用cpu時(shí)間少，顯示便于監(jiān)測和控制。缺點(diǎn)是硬件電路比較復(fù)雜，成本較高。動(dòng)態(tài)顯示 動(dòng)態(tài)顯示的特點(diǎn)是將所有位數(shù)碼管的段選線并聯(lián)在一起，由位選線控制是哪一位數(shù)碼管有效。選亮數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)掃描顯示。所謂動(dòng)態(tài)掃描顯示即輪流向各位數(shù)碼管送出字形碼和相應(yīng)的位選，利用發(fā)光管的余

25、輝和人眼視覺暫留作用，使人的感覺好像各位數(shù)碼管同時(shí)都在顯示。動(dòng)態(tài)顯示的亮度比靜態(tài)顯示要差一些，所以在選擇限流電阻時(shí)應(yīng)略小于靜態(tài)顯示電路中的。4.2方案電路原理圖整體方案電路原理圖如圖4-15所示。圖4-15 測溫系統(tǒng)原理圖整個(gè)電路分為四個(gè)部分組成：單片機(jī)本身的復(fù)位電路與晶振電路、單片機(jī)與數(shù)碼管顯示器的連接電路、單片機(jī)與溫度傳感器db18b20的連接電路。1 單片機(jī)復(fù)位電路與時(shí)鐘連接電路圖4-16 單片機(jī)復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位電路如圖4-16所示。復(fù)位電路可以實(shí)現(xiàn)上電自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位兩種復(fù)位功能。在單片機(jī)復(fù)位引腳rst通過一個(gè)下拉電阻接地，再在引腳rst與vcc之間接入10uf電解電容，達(dá)到上電自

26、動(dòng)復(fù)位，同時(shí)在電容兩端并連接入一個(gè)按鍵開關(guān)sw-pb，達(dá)到手動(dòng)復(fù)位的功能。晶振電路通過在xtal1與xtal2兩個(gè)引腳之間接入一個(gè)11.095mhz的晶振，同時(shí)在晶振兩端接上30uf電容c2、c3，從而對晶體和振蕩電路的補(bǔ)償和匹配，使電路易于啟振并處于合理的激勵(lì)態(tài)下，同時(shí)對振蕩頻率也有一定的“微調(diào)”作用。2 ds18b20、顯示器與單片機(jī)連接電路圖4-17 ds18b20與單片機(jī)連接電路ds18b20與單片機(jī)連接電路如圖4-17所示。dsl8b20與單片機(jī)相連：dsl8820的l引腳接地，3引腳接vcc，采用外部供電方式；2引腳接至單片機(jī)的p3.7引腳； ds18b20只用一根信號(hào)線傳輸數(shù)據(jù)，

27、而且數(shù)據(jù)傳輸是雙向的，連接方便，便于擴(kuò)展，由于采用cmos技術(shù)，該芯片的耗電量很小。圖4-18 數(shù)碼管與單片機(jī)連接電路圖數(shù)碼管與單片機(jī)連接電路如圖4-18所示。數(shù)碼管的段碼a、b、c、d、e、f、g、dp分別與單片機(jī)的p0.0 p0.1 p0.2 p0.3 p0.4 p0.5 p0.6 p0.7 相連，在p0端口有個(gè)上拉電阻，數(shù)碼管的位碼1234分別與pnp三極管和電阻相連接到單片機(jī)的p1的前四個(gè)端口。4.3仿真驗(yàn)證軟件部分可以分為三大部分：ds18b20讀取溫度程序、數(shù)碼管顯示程序及主程序（包括溫度值的轉(zhuǎn)換等模塊）。程序流程圖如圖4-20所示。通過keil軟件進(jìn)行編譯生成.hex文件，用于后

28、面硬件電路protues仿真。 圖4-20 測溫系統(tǒng)程序流程圖按照測溫系統(tǒng)原理圖，在protues中繪制出相應(yīng)的電路圖。改變溫度傳感器ds18b20的溫度值，進(jìn)行protues仿真，仿真結(jié)果如圖4-21、圖4-22所示。圖4-21 溫度值仿真結(jié)果圖4-22 溫度值仿真結(jié)果按照測溫系統(tǒng)原理圖，利用單片機(jī)測得的實(shí)際溫度，實(shí)物圖如圖4-23所示。圖4-23 實(shí)物圖心得體會(huì)經(jīng)過為期一個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我深深的體會(huì)到“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”的意義。理論與實(shí)踐相結(jié)合是畢業(yè)設(shè)計(jì)能否取得成功的充分必要條件。首先，購置元件時(shí)要慎重選擇，充分考慮到其材料、特性、型號(hào)、適用范圍等方面。不要等實(shí)驗(yàn)出故障后

29、在到處找原因，既浪費(fèi)時(shí)間又耗費(fèi)精力。而且購買材料之前要做好計(jì)劃，必要元件多準(zhǔn)備幾份，避免來回購買帶來的不便。其次，實(shí)驗(yàn)最關(guān)鍵是要有耐心，有時(shí)實(shí)驗(yàn)電路和程序并不能一次成功，所以要有良好的心理素質(zhì)，有克服一切困難的勇氣，勇于尋找問題的根源，一次次反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，才能達(dá)到目的。這同時(shí)也是一個(gè)學(xué)習(xí)與進(jìn)步的過程，可以幫助我們自主尋找問題的根源，自主學(xué)習(xí)尋找解決問題的辦法，最終實(shí)實(shí)在在地學(xué)到知識(shí)，提高本領(lǐng)，掌握技能。最后，要做好一個(gè)課程設(shè)計(jì)，最最關(guān)鍵的還是要自己真正的掌握技術(shù)與理論知識(shí)，加上熟練的操作技術(shù)，和好的合作團(tuán)隊(duì)，才能事半功倍。所以我們要積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)，并請教有關(guān)專業(yè)人士，以提高自己的能力。做畢業(yè)設(shè)計(jì)

30、設(shè)計(jì)時(shí)我們兩個(gè)人雖然投入很多時(shí)間和精力，但在動(dòng)手操作的過程中我們提高了很多方面的能力，像動(dòng)手操作、程序改錯(cuò)、故障查找等，幾乎將我們大學(xué)所學(xué)全部像過篩子一樣的過了一遍。及復(fù)習(xí)了以前的知識(shí)又在設(shè)計(jì)的同時(shí)開拓的自己的視野，真可謂一舉多得。希望我們在以后的工作中能繼續(xù)保持這種緊張的氛圍，為自己的以后過得精彩而打算。生活就是這樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見證著收獲。勞動(dòng)是人類生存生活永恒不變的話題。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，我又一次領(lǐng)略到“艱苦奮斗”這一詞的含義，讓我們帶著最真誠的心，走向我們的工作崗位走向明天，明天會(huì)更美好。致謝經(jīng)過為期一個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我深深的體會(huì)到“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”的意義。理論與實(shí)

31、踐相結(jié)合是畢業(yè)設(shè)計(jì)能否取得成功的充分必要條件。在做溫度計(jì)之前，我們從相關(guān)網(wǎng)站上收集了大量的有關(guān)基于單片機(jī)的溫度計(jì)的資料，經(jīng)過層層刪減，最終決定其中一則方案。在實(shí)現(xiàn)這一方案過程中總是能夠深刻的感覺到理論與實(shí)踐的差異及互溶性。通過這次動(dòng)手設(shè)計(jì)，不僅鞏固了知識(shí)，而且讓所學(xué)的知識(shí)通過實(shí)踐的形式得以轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的產(chǎn)品成果，讓我們具有一定的成就感，也激發(fā)了我們對事物的興趣。在設(shè)計(jì)過程中遇到了很多的困難，在我們這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的團(tuán)隊(duì)中，我主要負(fù)責(zé)硬件部分，焊接過程中出現(xiàn)了很多問題，花了很多時(shí)間對所焊接的電路部分進(jìn)行測試和檢查。同時(shí)也遇到了很多我們解決不了的問題。也讓我們看到了自身學(xué)習(xí)的不足之處。有很多知識(shí)不僅僅是

32、課本上的，還需要我們課下總結(jié)，查閱資料！這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我收獲了很多，不僅鍛煉了獨(dú)立解決困難的能力，也意識(shí)到團(tuán)隊(duì)合作的重要性！單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展速度很迅速，但我們掌握的知識(shí)和能力都有一定的局限，還望各位老師見諒。不過我不會(huì)止步于這里。在以后的生活中，我會(huì)不斷地學(xué)習(xí)，為自己充電，提高自己的技能，是自己能夠立足于社會(huì)！最后，我非常感謝我的指導(dǎo)老師陳祥生老師，在他的悉心的指導(dǎo)于幫助下，我們才能使我們的設(shè)計(jì)更加完善。我一定不會(huì)辜負(fù)您的希望，在未來的日子里，我一定會(huì)加油努力！附錄1、材料清單：材料清單列表元件名稱元件型號(hào)單價(jià)（元）數(shù)量（個(gè)）總額（元）芯片at89s51515插槽240-3345111排阻a1

33、02g0.110.1按鍵0.210.2晶振11.05920.510.5電容2200220.04電阻1k0.0280.16電阻10k0021002電阻4.7k0024008電解電容10k0.0230.06插針0.01若干0.5數(shù)碼管5461bh313三極管85500.140.4ds18b20515總額16.062、程序#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit dq=p34;/ds18b20數(shù)據(jù)線uint tvalue;/溫度值uchar tflag;/溫度正負(fù)標(biāo)志/uchar code temp=實(shí)時(shí)溫度:;/實(shí)時(shí)溫度uchar disp_num=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;/顯示數(shù)據(jù)列表0-9/功能:延時(shí)1毫秒/入口參數(shù):x/出口